有關(guān)膨化玉米的資料

xys123456 · 發(fā)表于 2007-3-19 11:01:05

膨化玉米及其在飼料工業(yè)中的應(yīng)用

“科技是第一生產(chǎn)力，科技就是財(cái)富”，膨化技術(shù)已讓更多的飼料生產(chǎn)商感受到這一切。國內(nèi)很早就有用擠壓膨化生產(chǎn)膨化玉米，但自2003年來，高效養(yǎng)殖業(yè)對(duì)膨化玉米的需求急劇增加，由于膨化玉米目前尚未有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，因此整個(gè)膨化玉米市場(chǎng)比較混亂，有些關(guān)于膨化玉米的介紹也僅限于試驗(yàn)機(jī)型。本文是膨化技術(shù)及應(yīng)用系列講座之一，主要根據(jù)眾多膨化機(jī)用戶反饋回來的信息歸納整理而成，很多數(shù)據(jù)資料均來自第一生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，基本上反映了目前國內(nèi)膨化玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀，希望對(duì)現(xiàn)有膨化機(jī)用戶及欲從事膨化玉米生產(chǎn)的客戶提供一些參考。
首先讓我們來了解一下為什么要膨化玉米。
玉米作為飼料中最重要的能量源，其籽粒成分含70～75%的淀粉，由于生玉米內(nèi)其淀粉分子聚集成致密的淀粉粒結(jié)構(gòu)，淀粉粒內(nèi)存在相當(dāng)比例抗酸抗酶的晶體結(jié)構(gòu)而不利于動(dòng)物的消化利用，必須讓晶體結(jié)構(gòu)解體（即糊化）才能被酶充分水解而提高消化率。幼齡動(dòng)物特別是早期斷奶仔豬消化器官尚未發(fā)育成熟，消化酶活性很低，研究表明仔豬在出生后42天內(nèi)都存在淀粉酶分泌不足的問題，并且由于斷奶應(yīng)激使消化酶活性增長出現(xiàn)倒退，常常因淀粉消化不良導(dǎo)致腹瀉，影響生產(chǎn)性能。當(dāng)玉米膨化后，淀粉糊化，使淀粉晶體結(jié)構(gòu)不可逆地被破壞，在動(dòng)物小腸內(nèi)迅速吸水膨脹，大大增加了淀粉酶的作用面積和穿透能力，使淀粉的水解速度和消化程度均提高，同時(shí)，糊化淀粉大幅度提高了ɑ-淀粉酶的敏感度，使其作用更迅速。此外，糊化淀粉還會(huì)刺激幼畜胃內(nèi)產(chǎn)生乳酸，可防止病原微生物的產(chǎn)生，從而減輕和消除仔豬下痢。
對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物，糊化淀粉的影響也甚為顯著，虹鱒對(duì)生淀粉的利用率僅為20～24％，而熟淀粉為52～70％；鯉魚對(duì)熟淀粉的消化率高達(dá)96％，而生淀粉為38％。水產(chǎn)飼料中的糊化淀粉還增強(qiáng)了飼料的粘結(jié)性能，提高其在水中的穩(wěn)定性。
正是由于以上原因，糊化淀粉在幼畜料、特種飼料、水產(chǎn)飼料中大量應(yīng)用，擠壓膨化也成為一種重要的淀粉糊化手段。實(shí)際上，在這些飼料中不僅玉米需要膨化，其它用作能量飼料的谷物都需要膨化。
我們?cè)倏纯吹湫偷臄D壓膨化玉米工藝過程。
玉米膨化是在水分、熱、機(jī)械剪切及壓力差的綜合作用下的淀粉糊化過程。當(dāng)物料與蒸汽和水混合時(shí)，淀粉的非結(jié)晶區(qū)開始吸水膨脹，通過膨化腔時(shí)，迅速升高的溫度及螺旋葉片的揉捏使淀粉加速吸水，晶體結(jié)構(gòu)開始解體，氫鍵斷裂，膨脹的淀粉粒開始破裂，變成一種粘稠的熔融體，在出口處由于瞬間的壓力降，水分閃蒸使大量的膨脹淀粉粒崩解，淀粉糊化。高溫、高壓及機(jī)械剪切使擠壓膨化比其他加工方式產(chǎn)生的淀粉糊化更徹底，一般糊化度可達(dá)80～100％，與常規(guī)的煮熟工藝相比，能使植物細(xì)胞壁破裂，淀粉鏈更短從而更有效地提高消化率。影響玉米膨化的因素比較多，主要是水分、膨化溫度、膨化壓差及腔內(nèi)機(jī)械剪切力，這也是目前膨化生產(chǎn)可以控制的幾個(gè)因子。
目前，擠壓膨化生產(chǎn)玉米分為干法和濕法兩種，有不少用戶以為加水就是濕法，不加水就是干法，實(shí)際上是誤解。所謂濕法是指蒸汽預(yù)調(diào)質(zhì)后再膨化，干法是沒有蒸汽預(yù)調(diào)質(zhì)，直接膨化，即便是加水，也是干法。對(duì)于干濕法膨化另有資料介紹，本文從略。一般地，濕法生產(chǎn)比干法生產(chǎn)效率高，但需要蒸汽鍋爐，投資要比干法大一些。在生產(chǎn)膨化玉米的時(shí)候，究竟是用干法還是濕法，取決于用戶具體情況和產(chǎn)品要求，有的產(chǎn)品只能干法膨化。
幾乎所有用戶都會(huì)問，膨化玉米到何種程度才可以呢？對(duì)這個(gè)問題，我們也進(jìn)行了總結(jié)，讓我們先探討一下如何評(píng)價(jià)膨化玉米。從前述可以看出，飼料用膨化玉米，最重要的是要求熟化（亦即糊化度），至于膨化，是淀粉顆粒破裂、水分閃蒸的必然結(jié)果，一般以物料容重來表征膨化度大小。因此，膨化玉米有兩個(gè)方面的要求，熟化度和膨化度，分別用淀粉糊化度和物料容重來衡量。淀粉糊化度用淀粉葡萄糖苷酶法測(cè)定，物料容重則可用容重計(jì)測(cè)得。熟化度和膨化度是相互關(guān)聯(lián)的，熟化度高不一定膨化度就高，而膨化度高相應(yīng)的熟化度會(huì)高。對(duì)于大多數(shù)飼料企業(yè)，不具備測(cè)量糊化度的條件，但容重則很容易測(cè)得，而通過容重反映的熟化度也比較準(zhǔn)確。因此，容重就成為目前飼料企業(yè)評(píng)價(jià)膨化玉米的重要指標(biāo)。
根據(jù)終產(chǎn)品的容重（干燥冷卻后，2mm篩板粉碎），可以將膨化玉米分為三種：
1）低膨化度產(chǎn)品。容重>0.5kg/l,一般采用低溫膨化，80～120ºC左右，成品水分較高，糊化度能做到60～80％，離乳后期仔豬可用，也可用于多維和酶制劑包被工藝。
2）中等膨化度產(chǎn)品。容重0.3～0.5 kg/l，溫度100～150ºC左右，成品水分8～10％，糊化度能做到90％以上，用于乳豬料，貉、狐及水貂等特種動(dòng)物飼料，水產(chǎn)飼料。
3）高膨化度產(chǎn)品。容重0.1～0.3 kg/l,溫度在140～170ºC和更高，成品水分4～8％，可完全糊化，一般采用干法膨化，用于復(fù)合磷脂粉中載體，及鑄造工業(yè)、涂料工業(yè)。
由于水分對(duì)膨化玉米影響非常顯著，在同一溫度下，水分不同出來的產(chǎn)品膨化度也有差異，水分越低，膨化度越高，直接反映在產(chǎn)品容重上。在同一水分下，膨化度要求越高，膨化溫度升高，電耗增加，產(chǎn)量下降。因此，需要根據(jù)自己的產(chǎn)品要求，確定適宜的膨化度，對(duì)一般飼料用膨化玉米，首先要保證足夠的熟化度，以中等膨化度為宜。過度膨化，不僅導(dǎo)致設(shè)備效率低下，還會(huì)產(chǎn)生一些抗酶消化的類似木質(zhì)素的新鍵物質(zhì)，使得膨化產(chǎn)品的淀粉含量下降或膳食纖維量上升，從而降低動(dòng)物對(duì)淀粉的消化吸收。
目前國內(nèi)膨化玉米應(yīng)用的主要在以下幾方面：
1）乳豬料。乳豬料中含有60％或以上的玉米成分，最理想的是將所有玉米成分全部膨化，但會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇升高。常規(guī)的做法是將半數(shù)玉米成分經(jīng)中等膨化，然后與其它組份（豆粕也要膨化）一起造粒，配方中淀粉的糊化度一般在60～80％。當(dāng)然也可將全部玉米成分經(jīng)低度膨化，可達(dá)同樣效果，而膨化生產(chǎn)工序的效率會(huì)比較高。目前國內(nèi)的眾多乳豬飼料產(chǎn)品中均使用膨化玉米。
2）特種動(dòng)物飼料。近幾年貉、狐及水貂等特種動(dòng)物養(yǎng)殖在國內(nèi)發(fā)展很快，主要在東北及華北地區(qū)。為保證淀粉類物質(zhì)的消化吸收率，特種動(dòng)物傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方式是把料蒸熟飼喂，效率低下，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模飼養(yǎng)。當(dāng)采用膨化玉米后，飼喂前只需把料浸泡30分鐘即可，節(jié)省大量人力物力，提高了效率。現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)基本都采用膨化玉米做料，比如博微、佳興、華龍、農(nóng)科院特產(chǎn)所等，但其對(duì)膨化玉米糊化度要求90％以上，而且產(chǎn)品要求細(xì)粉，比乳豬料所用的膨化玉米要求略高。
3）水產(chǎn)飼料。主要用于蝦料和鰻魚料，如福州海馬。
4）其它工業(yè)用原料。將玉米粉高度膨化后用作復(fù)合磷脂粉載體（本公司有文專述），或?qū)⒂衩酌撈っ撆吆蟾叨扰蚧瞥刹煌潭鹊摩?淀粉，可用于食品工業(yè)、鑄造工業(yè)及涂料工業(yè)等。由于擠壓膨化中存在可控的摩擦剪切，可生產(chǎn)不同淀粉降解度的產(chǎn)品，與一般的滾筒干燥α-淀粉相比，擠壓膨化淀粉粘度較低，范圍較廣。
膨化玉米的應(yīng)用還遠(yuǎn)不止本文提到的這些